浸沒燃燒式氣化器換熱管內跨臨界液化天然氣的傳熱特性

董文平，任婧杰，韓昌亮，杜丹，畢明樹

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浸沒燃燒式氣化器換熱管內跨臨界液化天然氣的傳熱特性

董文平，任婧杰，韓昌亮，杜丹，畢明樹

（大連理工大學化工機械與安全學院，遼寧大連116024）

浸沒燃燒式氣化器（SCV）換熱熱阻主要存在于換熱管內部，研究管內跨臨界液化天然氣（LNG）傳熱特性對提高設備整體的換熱效率具有重要意義。本文建立了能夠描述換熱管內跨臨界LNG流動與傳熱過程的數值計算模型，分析了換熱管內LNG的傳熱規律，獲得了入口速度、入口壓力和壁面熱通量對局部傳熱系數的影響規律，提出了適用于預測管內跨臨界LNG傳熱特性的量綱為1關聯式。結果表明，沿著LNG流動方向，局部流體傳熱系數先增大后減小，且最大值出現在擬臨界溫度附近，超臨界條件下LNG熱物性劇烈變化是引起強化傳熱的主要原因；在一定范圍內，提高入口速度可以有效地強化流體傳熱能力，局部流體傳熱系數的最大值主要取決于入口壓力，增加壁面熱通量會縮短局部流體傳熱系數達到最大值所需的時間；提出的量綱為1傳熱關聯式平均絕對相對誤差為6.53%，且預測值落在±25%相對誤差范圍內的比例為99.42%。該研究成果可為掌握SCV設計方法和高效運行技術提供參考。

浸沒燃燒式氣化器；跨臨界液化天然氣；傳熱；數值模擬

工程中液化天然氣（LNG）以常壓下111K的條件存儲于LNG低溫儲罐[1]，在向下級供應前，需通過氣化器升溫氣化成天然氣（NG）形式。目前LNG接收站中常用的氣化器主要有4種類型：空溫式氣化器（AAV）、開架式氣化器（ORV）、浸沒燃燒式氣化器（SCV）和中間介質式氣化器（IFV）[2]。……